厚度3000公里！木星大气层到底有什么秘密？科学家一探究竟
木星是太阳系最大的行星，直径是地球的11.2倍，体积超过了地球的1300倍。和地球不同的是，木星没有固体表面，而是一颗气体行星。它的大气层极为浓厚，从云顶一直向下大约3000公里，才会到达粘稠的液态氢的世界，以至于我们很难看见云层下面到底隐藏着什么。
（图片说明：木星）
朱诺号探测器
不过，科学家总是有办法的。凭借着大量的观测设备，他们还是可以获取许多关于木星内部结构的信息。尤其是在2011年，美国宇航局发射了著名的朱诺号木星探测器。它花了5年的时间，飞越了数亿公里的太空，在2016年来到了木星周围。
迄今为止，朱诺号已经37次近距离探测木星，获取了大量的信息。在当地时间10月28日，美国科学家在《科学》杂志上发表了朱诺号带来的一些重要成果，带人们见识了木星云层以下的神秘世界。
（图片说明：朱诺号木星探测器）
朱诺号为什么能够有这样强大的功能呢？这是因为它有一个非常厉害的科学载荷——微波辐射计（MWR）。
MWR有6台独立的辐射计，可以对6种不同的云层所发出的微波信号进行探测。它的最大穿透深度可以达到相当于地表大气压1000倍的深处，也就是木星云层向下大约550公里的深度。
凭借这样的探测，人类对木星大气的了解不再局限于表面的二维尺度，而是从三维的空间下有了全方位的分析和了解。
（图片说明：左图为地基天文台拍摄的木星图像，右图为哈勃望远镜拍摄的木星图像）
大红斑
说到对木星云层的探测，自然少不了的就是木星大红斑。这个著名的风暴已经被发现几百年了，最大的时候宽度超过了40000公里，足以并排放下3个地球！虽然近些年来有所变小，并且形状也逐渐接近正圆，但大红斑仍然足以装下1个地球。
不论是尺寸还是惊人的持续时间，或者是能量来源，大红斑都让科学家充满了好奇。
（图片说明：木星大红斑足以放下一颗地球）
朱诺号的数据显示：木星上的气旋在顶部和底部有着比较明显的差别，其顶部更加温暖，大气密度更低一些；而底部则相对低温，密度则高了一点。而大红斑是一个反气旋，温度的差异也恰好相反，那就是顶部更冷，底部较暖。
另外，木星表面的风暴高度也比科学家想象的更大一些。普通的风暴可以延伸到木星云层顶部以下大约100公里的高度，而像大红斑这样的大型风暴，甚至可以延伸到木星表面以下350公里处。
这样的发现还有更多的意义，根据最新的大红斑尺寸和高度数据，科学家发现：大红斑集中了更多的大气质量，这意味着我们可以通过用于研究木星重力场的仪器对它进行研究。
（图片说明：木星大红斑周围的云层）
朱诺号一共在大红斑上空近距离飞掠了2次，利用其重力科学载荷对大红斑的重力特征进行了观测分析，这也算是一种“另辟蹊径”的研究方法了吧。
这个重力科学载荷不是单独使用的，还需要搭配位于地球表面的美国宇航局深空网（DSN）系统。这种设施的精确度有多么惊人呢？科学家介绍：朱诺号飞掠木星大红斑上方的时候，速度可以达到每小时20.9万公里。然而在6.5亿公里外的地球上，科学家可以检测到其每秒0.01毫米的速度变化！
正是通过这样精确的测量，科学家将大红斑的深度锁定在了云层顶端以下500公里的位置。
图片说明：哈勃望远镜在2019年拍摄的木星大红斑）
其它风暴
除了大红斑等风暴之外，木星的条带也是非常著名而且值得注意的。在木星身上，有一圈一圈白色和红棕色的条纹相间分布。东西两向的狂风，从内部喷射而出，将这两种颜色的条带区分。在此之前，朱诺号就发现，木星的这些狂风非常深，甚至可以达到3200公里，这已经相当于地球半径的一半了！
如此狂暴的风，到底是从何而来的呢？
通过朱诺号的微波辐射计，科学家发现：木星大气层中的氨气和这些喷流的方向保持一致，二者之间或许有联系。
（图片说明：令人窒息的木星大红斑）
研究人员指出：在木星的南北两个半球，他们都发现了类似于地球上“费雷尔环流圈”的现象。这是一种间接热力环流圈，在地球上对气候起到了非常重要的作用。不同的是，地球上只有2个费雷尔环流圈，而木星上竟然有整整8个，而且每一个都比地球上的同类大了30倍！
极地风暴
在木星的两极，还有其他的风暴，虽然没有大红斑那么恐怖，但也非常诡异。比如2016年的时候，朱诺号在木星北极发现了8个奇怪的风暴以八角形的形状围绕在北极点周围；而在南极，还有5个风暴呈五角形围绕在南极点的旁边。
（图片说明：北极点周围的8个风暴）
时隔五年，NASA的科学家再次利用朱诺号的木星红外极光成像仪（JIRAM）对这里进行了观测，发现这些风暴仍然保持在原来的位置上。
罗马国家天体物理研究所的Alessandro Mura是朱诺号任务的共同研究员，他解释说：“木星上的气旋互相影响着彼此的移动，这就使得它们围绕一个平衡位置进行振荡。”
这些气旋在旋转的同时，还会试图向木星的两个极点靠近。不过，其他位于极点附近的气旋会将它们推回去，最终彼此达到平衡，这就是木星两极气旋的数量和位置不同的原因。
总结
多年以来，关于木星的一切，都深深地吸引着所有的科学家和科学爱好者。它的大气之下到底隐藏着一个多么恐怖的世界，至今仍然是个谜。即便有了这一次的研究，我们对于木星内部仍然几乎一无所知。人类想要破解木星的秘密，恐怕还需要很多很多年。